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• Juancci Echevarria

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Índice

1. Introducción ............................................................................................................. 1 2. Objetivo del trabajo ................................................................................................ 2 3. Marco Teórico ......................................................................................................... 2 a.

Fundamentos de Ventilación y Cálculo de Caudal .................................... 2

b.

Doblado de planchas metálicas (chapas) ................................................... 4

c.

Rodete ............................................................................................................... 5

d.

Planchas metálicas de hierro o acero .......................................................... 6

e.

Sistema de transmisión (Faja – Polea) ........................................................ 7

f.

Proceso de Pintura .......................................................................................... 9

g.

Soldadura de arco ......................................................................................... 10

4. Proceso de Manufactura ....................................................................................... 10 a.

Diseño del Producto (equipo extractor) ..................................................... 10

b.

Trazado y Doblado de planchas metálicas ............................................... 13

c.

Corte de la plancha con tijera o guillotina.................................................. 16

d.

Soldadura de Piezas..................................................................................... 17

e.

Pintura de piezas........................................................................................... 18

5. Costos .................................................................................................................... 19 a.

Costo de Materia Prima ............................................................................... 19

b.

Costo de Mano de obra ................................................................................ 19

c.

Costo Total de operación ............................................................................ 19

d.

Herramientas ................................................................................................. 20

e.

Equipos de seguridad ................................................................................... 20

6. Diagrama de Operaciones .................................................................................. 21 7. Biografía ................................................................................................................. 22

1. Introducción Manufactura es el proceso de convertir materias primas en productos. También comprende las actividades en que el propio producto fabricado se utiliza para fabricar otro producto. La Manufactura es una actividad importante desde el punto de vista tecnológico, económico e histórico. Se pude definir a la tecnología como una aplicación de la ciencia que proporciona a la sociedad y a sus miembros aquellos bienes que son necesarios o deseados. Económicamente, la manufactura es un instrumento importante que permite a una nación crear riqueza material. Las industrias manufactureras en Estados Unidos cerca del 20% del producto nacional bruto (PNB). Los recursos naturales de un país, tales como tierras de cultivo, depósito de minerales y reservas de petróleo también crean riquezas. Este proyecto ha sido considerado para el trabajo final del curso de manufactura debido a que hemos alcanzado imitar a la tecnología de empresas internacionales. Estas empresas llevan procesos industrializados de escalas altas de producción, nosotros hemos manejado la construcción de un equipo de extracción de aire utilizando los recursos que se encuentran en el mercado nacional, llegando a producir equipos de extracción a niveles mínimos (de dos a diez unidades). Para la construcción del equipo de extracción de aire, el mismo que puede ser utilizado para el movimiento de masas de aire en donde se necesite limpiar, purificar y mantener una calidad de aire estándar y eliminar así la contaminación por diversos factores, como en oficinas por tabaco y para aumento del oxígeno, talleres donde se tengan contaminación por soldadura o pintura, en las cocinas con campanas de extracción de grasas, en los baños públicos, teatros, cafés, etc. El equipo de extracción de aire para este trabajo, fue diseñado para ser instalado en los exteriores y puede resistir las inclemencias externas. También hemos considerado que el motor tenga una protección IP 45 (protección media) debido a que hemos considerado una protección contra la lluvia. El extractor se ha considerado en una campana de extracción de grasas en un restaurante de comida.

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2. Objetivo del trabajo a. Principal En este proyecto podremos aprender a utilizar las herramientas para el desarrollo del producto, como es el uso del Auto CAD para el diseño del producto. También, veremos los materiales y herramientas que se utilizan para la fabricación. b. Secundario En este trabajo veremos objetivos secundarios como: -

Identificación de cada uno de los procesos y su importancia

-

Utilización de las herramientas para cada proceso

-

Mecanismos de seguridad y control de cada proceso

3. Marco Teórico a. Fundamentos de Ventilación y Cálculo de Caudal 

Fundamentos de ventilación Caudal Q.- es el volumen de aire a extraer o a introducir durante un periodo de tiempo determinado, se expresa generalmente en m3/h (metros cúbicos por hora) se puede utilizar diversos métodos.

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En función del local y las renovaciones necesarias según el uso.

En función a la cantidad de personas que se encuentren en el local 20 – 25 m3/h x persona en caso de actividad normal 30 – 35 m3/h x persona si está permitido fumar 45 m3/h x persona en caso de trabajo físico ligero 60 m3/h x persona en talleres y otros locales



Cálculos de caudal

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b. Doblado de planchas metálicas (chapas) La operación de doblado consiste, en realizar una transformación plástica de una lámina o plancha metálica de material y convertirla en una pieza con forma o geometría distinta a la anterior. En cualquiera de las operaciones de doblado, siempre deberá tenerse en cuenta los factores que puedan influir sobre la forma de la pieza a obtener, como por ejemplo: elasticidad del material, radios interiores y ángulos de doblado. El doblado de piezas de chapa se realiza por medio de herramientas o matrices de doblar, que están compuestas de dos partes esenciales: La superior o macho (punzón) y La inferior o hembra (matriz) La herramienta se compone: de un punzón P que tiene la forma de la pieza y la hembra de una matriz M cuya forma en la parte activa, al final de la carrera debe dejar pasar el material, entre ella y el punzón, un juego teóricamente igual al de la propia chapa.

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Para la obtención de un buen doblado deben tenerse en cuenta 3 factores: 1) La pieza no debe sufrir ningún movimiento anormal durante el doblado. 2) Los radios interiores de doblado serán como mínimo igual al espesor de la chapa. 3) La superficie del punzón o matriz en contacto con la chapa estarán lo más lisas y pulidas posibles.

c. Rodete Los rodetes son piezas fabricadas para realizar movimiento de aire, se pueden encontrar también diseñados para el movimiento de líquidos, como el agua, petróleo, etc. Los tres tipos básicos de rodete y más utilizados en la industria son de alabes curvados hacia adelante, alabes curvados hacia atrás y alabes rectos.

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d. Planchas metálicas de hierro o acero Las planchas metálicas forman parte de la materia prima de este proyecto. El Acero es una aleación de hierro que contiene entre un 0,04 y un 2,25% de carbono y a la que se añaden elementos como níquel, cromo, manganeso, silicio o vanadio, entre otros. La Siderurgia es la tecnología relacionada con la producción del hierro y sus aleaciones, en especial las que contienen un pequeño porcentaje de carbono, que constituyen los diferentes tipos de acero y las fundiciones. A veces, las diferencias entre las distintas clases de hierro y acero resultan confusas por la nomenclatura empleada. En general, el acero es una aleación de hierro y carbono a la que suelen añadirse otros elementos. Algunas aleaciones denominadas “hierros” contienen más carbono que algunos aceros comerciales. El hierro de crisol abierto y el hierro forjado contienen un porcentaje de carbono de sólo unas centésimas. Los distintos tipos de acero contienen entre el 0,04 y el 2,25% de carbono.

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El hierro colado o fundición contiene entre un 2,25 y un 5% de carbono. Hay una forma especial de hierro maleable, prácticamente sin aplicaciones (sólo se emplea para construir núcleos de hierro en las bobinas eléctricas), que no contiene casi carbono. Para fabricar aleaciones de hierro y acero se emplea un tipo especial de aleaciones de hierro denominadas ferroaleaciones, que contienen entre un

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y

un

80%

del

elemento

de

aleación,

que

puede

ser manganeso, silicio o cromo.

La plancha que vamos a usar es la de 2 mm de espesor para hacer las piezas que se van a después armar. e. Sistema de transmisión (Faja – Polea) El sistema de poleas con correa más simple consiste en dos poleas situadas a cierta distancia, que giran a la vez por efecto del rozamiento de una correa con ambas poleas. Las correas suelen ser cintas de cuero flexibles y resistentes. Es este un sistema de transmisión circular puesto que ambas poleas poseen movimiento circular. En base a esta definición distinguimos claramente los siguientes elementos:

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La polea motriz: también llamada polea conductora: Es la polea ajustada al eje que tiene movimiento propio, causado por un motor o manivela. Polea conducida: Es la polea ajustada al eje que tenemos que mover. Así, por ejemplo: en una lavadora este eje será aquel ajustado al tambor que contiene la ropa. La correa de transmisión: Es una cinta o tira cerrada de cuero, caucho u otro material flexible que permite la transmisión del movimiento entre ambas poleas. Según el tamaño de las poleas tenemos dos tipos: Sistema reductor de velocidad: En este caso, la velocidad de la polea conducida ( o de salida) es menor que la velocidad de la polea motriz (o de salida). Esto se debe a que la polea conducida es mayor que la polea motriz. Sistema multiplicador de velocidad: En este caso, la velocidad de la polea conducida es mayor que la velocidad de la polea motriz. Esto se debe a que la polea conducida es menor que la polea motriz. La velocidad de las ruedas se mide normalmente en revoluciones por minuto (rpm) o vueltas por minuto. Los sistemas de poleas con correa presentan una serie de ventajas que hacen que hoy en día sean de uso habitual. Veamos algunas de ellas: (i) Posibilidad de transmitir un movimiento circular entre dos ejes situados a grandes distancias entre sí. (ii) Funcionamiento suave y silencioso. (iii) Diseño sencillo y costo de fabricación bajo. (iv) Si el mecanismo se atasca la correa puede desprenderse y, de este modo, se para. Este efecto contribuye a la seguridad probada de muchas máquinas que emplean este mecanismo como pueden ser taladros industriales.

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Aplicaciones: Este mecanismo es esencial en los motores de los automóviles, pues la transmisión circular entre diferentes ejes de los mismos, se hacen con correas. Hemos oído hablar multitud de veces de la correa de transmisión (o de distribución) del coche. Pues bien, es esencial para el funcionamiento del ventilador de refrigeración, el alternador, entre otros. Definición: Definimos la relación de transmisión (i) como la relación que existe entre la velocidad de la polea salida (n2) y la velocidad de la polea de entrada (n1).

f.

Proceso de Pintura Para pintar debemos de seguir algunos consejos que nos pueden ayudar a manejar el proceso de pintura para el proyecto.

Antes de pintar hay que seguir los siguientes pasos: (i) Masillado de las grietas y lijado de las partes oxidadas de la estructura (ii) Aplicar un poco de thinner estándar para retirar la grasa que protege la plancha metálica (iii) Prepara la superficie a pintar, cuida que esté perfectamente limpia, seca y libre de todo rastro de polvo (iv) Remueve muy bien la pintura antes de utilizarla. No sacudas el frasco para hacerlo, solo lograrás formar burbujas. Utiliza una vara de aluminio o acero bien limpio. Recuerda remover cada tanto mientras la estás utilizando, ya que algunos colores se sedimentan.

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(v) Aplicamos la pintura JET 62 ZP Anticorrosivo que permite la protección contra la corrosión, el medio ambiente y los productos químicos. (vi) Al día siguiente del secado se aplica una capa de pintura de acabado JET ACRYLIC GLOS mate y durable de color gris claro y después de 12 horas aproximadamente estará listo para el armado.

g. Soldadura de arco El

sistema

de soldadura

eléctrica con electrodo

recubierto se

caracteriza por la creación y mantenimiento de un arco eléctrico entre una varilla metálica llamada electrodo y la pieza a soldar. El electrodo recubierto está constituido por una varilla metálica a la que se le da el nombre de alma o núcleo, generalmente de forma cilíndrica, recubierta de un revestimiento de sustancias no metálicas, cuya composición química puede ser muy variada, según las características que se requieran en el uso. El revestimiento puede ser básico, rutílico y celulósico. Para realizar una soldadura por arco eléctrico se induce una diferencia de potencial entre el electrodo y la pieza a soldar, con lo cual se ioniza el aire entre ellos y pasa a ser conductor, de modo que se cierra el circuito. El calor del arco funde parcialmente el material de base y funde el material de aporte, el cual se deposita y crea el cordón de soldadura.

4. Proceso de Manufactura

a. Diseño del Producto (equipo extractor) El equipo de extracción estará confeccionado con una serie de elementos formados por planchas metálicas y otras piezas, para tal fin, usamos el Auto CAD para el diseño inicial.

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Vista Posterior (mm)

Vista de Frente (mm)

Vista de Perfil (mm)

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Vista de las partes internas (mm)

Vista de Transmisión de poleas (mm)

Accesorios de los equipos

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Transmisión de motor, polea, eje y rodete

b. Trazado y Doblado de planchas metálicas Para El trazado de las piezas tomamos que contar con los siguientes materiales: Regla rígida.- Son sólidas de alto contenido de carbono y difíciles de doblar o perder la línea, su utilidad es la de unir puntos.

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Reglas flexibles.- Son flexibles y se adaptan a dibujos curvos y son de acero flexible.

Escuadra.- Se usa para dar trazos rectos con un ángulo de 90° fijados generalmente del borde la plancha.

Compas.- Es la herramienta de trazado de mayor uso y son fabricados de acero muy duros para evitar así su deformación en las puntas, existen varios modelos pero los más usados son los de dos puntas y el de varas.

Compas de dos Puntas

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Compas de varas y accesorios-

Transportador.- Es una herramienta práctica para el trazado de cualquier ángulo en plancha debido a sus ángulos y la regla giratoria.

Punzón de trazado.- Es una herramienta forja en acero inoxidable de gran dureza y sirve para la impresión de las líneas en la plancha, es el lápiz en este trabajo.

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Despiece de Equipo extractor

c. Corte de la plancha con tijera o guillotina Para realizar los cortes a las latas usamos guillotinas que puedan realizar el corte recto, y los cortes curvos se hacen con una tijera de corte para lata eléctrica o manual.

Cortadora hidráulica

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Cortadora Eléctrica tipo Guillotina

Tijera de corte a mano

d. Soldadura de Piezas Algunas piezas van unidas por medio de soldadura de arco y se utiliza un equipo de soldadura de arco eléctrico con un electrodo del tipo punto azul.

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e. Pintura de piezas La operación de pintura se realiza en los talleres con una pistola de pintura y una compresora de aire. La compresora comprime el aire a un tanque y regula la presión de suministro a 40 psi constante.

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5. Costos a. Costo de Materia Prima Los costos están reflejados en el cuadro en soles, se ha incluido el IGV y actualizados los precios de las materias primas que intervienen el proceso.

COSTO DE MATERIALES Plancha metálica negra de acero 1.20 x 2.40 m con un espesor de 2.5 mm Plancha metálica negra de acero 1.20 x 2.40 m con un espesor de 2 mm Plancha metálica negra de acero 1.20 x 2.40 m con un espesor de 1.2 mm Pernos y tuerca de ajuste para motor de 3/8" diámetro x 3/4" de largo con huacha Pernos y tuerca de ajuste para motor de 5/16" diámetro x 1/2" de largo con huacha Rodete de impulsión de aire de 12 pulgadas Motor eléctrico monofásico de 2 HP 220 vac Poleas según medidas a confeccionar Eje de 1" para transmisión Chumacera de 1" Koyo Faja de transmisión N° 22 en "V" plana Soldadura cello cord punto azul de 1/8" Lija de Numero 80 de fierro Lija de Numero 120 de fierro Masilla plástica Pintura anticorrosiva Thinner JET 1000 para diluir la pintura anticorrosiva Pintura acrílica color gris claro Thinner STD para diluir la pintura acrílica Guaipe Trapo industrial Grasa para el eje

UNIDADES Und Und Und Und Und Und Und Und Und Und Und Kg Und Und kg GL GL GL GL kg kg kg

CANTIDAD 1.00 1.00 0.50 8.00 24.00 1.00 1.00 2.00 1.00 2.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.22 0.75 1.00 0.75 1.00 1.00 1.00 0.05 TOTAL

PRECIO 149.80 132.10 86.30 2.80 1.45 240.00 590.00 90.00 120.00 93.00 23.00 11.50 1.20 1.20 6.00 65.00 23.00 65.00 16.00 1.20 2.50 12.00

TOTAL 149.80 132.10 43.15 22.40 34.80 240.00 590.00 180.00 120.00 186.00 23.00 11.50 1.20 1.20 1.32 48.75 23.00 48.75 16.00 1.20 2.50 0.60 S/. 1,877.27

b. Costo de Mano de obra Los gastos que conforman la confección de las piezas el armado de las mismas y las pruebas de funcionamiento.

COSTOS DE MANO DE OBRA Mano de obra para el trazado, corte y de planchas (01 hombre x 8 horas x 2 días) Mano de obra para el pintado de las piezas (01 hombre x 8 horas x 2 días) Mano de obra para el essamblado y pruebas

UNIDADES Und Und Und

CANTIDAD 1.00 1.00 1.00 TOTAL

PRECIO 360.00 240.00 150.00

TOTAL 360.00 240.00 150.00 S/. 750.00

c. Costo Total de operación Es el costo que se incurre en la confección de un solo equipo de extracción.

COSTOS TOTAL DE OPERACIÓN Costo de materiales Costo de mano de obra

UNIDADES Und Und

CANTIDAD 1.00 1.00 TOTAL

PRECIO 1,877.27 750.00

TOTAL 1,877.27 750.00 S/. 2,627.27

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d. Herramientas

HERRAMIENTAS Mesa de trabajo de 1.5 x 2.6 m por un alto de 0.80 m Maquina de soldadura eléctrica Taladro de 1/2" Compresora de pintar de 5HP 50 psi Pistola para pintura Cizalla de corte de 12" Llave de tuercas de 1/2 Llave de tuercas de 9/16 Tijera de corte de 8" para metal Trazador tipo punzón Huincha métrica Regla para el trazado de 1.5m Francesa de 6" Alicate universal tipo electricista Martillo tipo carpintero Espátula de 3"

UNIDADES Und Und Und Und Und Und Und Und Und Und Und Und Und Und Und Und

CANTIDAD 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1

e. Equipos de seguridad

Equipos de protección Personal Casco de protección Lentes de soldadura eléctrica Lentes para pulido (transparentes) Guantes de cuero flexible Protector de oídos Mascarilla de aire Zapatos con punta de acero Mandil de cuero para soldadura eléctrica

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6. Diagrama de Operaciones

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7. Biografía - Fundamentos de manufactura moderna – Mikell P. Groover – Ed. Person - Manufactura, Ingeniería y Tecnología S. Kalpakjian- S.R.Schmid – Ed. Person - Trazado de desarrollo de piezas de plancha – José Manual Saénz Echevarría Ediciones CEAC

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